第1-2講操作系統(tǒng)概述1

第一章操作系統(tǒng)概述本章要點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：了解操作系統(tǒng)的地位什么是操作系統(tǒng)：四種基本觀點(diǎn)現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特征、功能、類(lèi)型基本概念：批處理、多道程序設(shè)計(jì)、作業(yè)、任務(wù)、進(jìn)程與線程、接口、虛擬存儲(chǔ)、文件教學(xué)內(nèi)容1.1操作系統(tǒng)的定義1.2操作系統(tǒng)的形成與發(fā)展1.3操作系統(tǒng)的功能1.4

現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特征及基本概念1.5操作系統(tǒng)的分類(lèi)1.6現(xiàn)代主流操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介關(guān)于現(xiàn)代操作系統(tǒng)的四種基本觀點(diǎn)從外部看操作系統(tǒng)-計(jì)算機(jī)用戶(hù)的觀點(diǎn)：用戶(hù)環(huán)境觀點(diǎn)

-應(yīng)用程序員的觀點(diǎn)：虛擬機(jī)器觀點(diǎn)從內(nèi)部看操作系統(tǒng)

-OS開(kāi)發(fā)者觀點(diǎn)之一：資源管理觀點(diǎn)

-OS開(kāi)發(fā)者觀點(diǎn)之二：作業(yè)組織觀點(diǎn)關(guān)于現(xiàn)代OS的四種基本觀點(diǎn)之一

--用戶(hù)環(huán)境觀點(diǎn)該觀點(diǎn)認(rèn)為，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的接口，它為計(jì)算機(jī)用戶(hù)提供了方便的工作環(huán)境。計(jì)算機(jī)用戶(hù)：終端用戶(hù)、程序員和系統(tǒng)設(shè)計(jì)者操作系統(tǒng)提供的接口-用戶(hù)接口（UserInterface，也稱(chēng)為命令接口）-程序接口（系統(tǒng)調(diào)用，也稱(chēng)為應(yīng)用編程接口,ApplicationProgrammingInterface，簡(jiǎn)稱(chēng)API）用戶(hù)接口(用戶(hù))命令：指計(jì)算機(jī)用戶(hù)要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為其工作的指示。

字符形式：較靈活但因繁瑣而難記命令的表示形式：

菜單形式

圖形形式：因直觀而易記但不靈活

脫機(jī)使用方式（off-line）命令的使用方式：

聯(lián)機(jī)使用方式(on-line)關(guān)于現(xiàn)代OS的四種基本觀點(diǎn)之二

--虛擬機(jī)器觀點(diǎn)該觀點(diǎn)認(rèn)為，操作系統(tǒng)是建立在計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)上的虛擬機(jī)器，它為應(yīng)用軟件提供了許多比計(jì)算機(jī)硬件功能更強(qiáng)或計(jì)算機(jī)硬件所沒(méi)有的功能。操作系統(tǒng)在虛擬機(jī)中充當(dāng)管理員和協(xié)調(diào)員的角色,管理計(jì)算機(jī)的軟硬件資源,并協(xié)調(diào)多任務(wù)、多進(jìn)程的運(yùn)行。擴(kuò)充：功能、計(jì)算機(jī)數(shù)量關(guān)于現(xiàn)代OS的四種基本觀點(diǎn)之三

--資源管理觀點(diǎn)該觀點(diǎn)認(rèn)為，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各類(lèi)資源的管理者，它負(fù)責(zé)分配、回收以及控制系統(tǒng)中的各種軟硬件資源。跟蹤資源的使用狀況、滿足資源請(qǐng)求、提高資源利用率,以及協(xié)調(diào)各程序和用戶(hù)對(duì)資源的使用沖突。 -監(jiān)視資源 -分配/回收資源 -保護(hù)資源

關(guān)于現(xiàn)代OS的四種基本觀點(diǎn)之四

--作業(yè)組織觀點(diǎn)該觀點(diǎn)認(rèn)為，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作流程的組織者，它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)在系統(tǒng)中運(yùn)行的各個(gè)應(yīng)用軟件的運(yùn)行次序。用于巨型機(jī)和大型服務(wù)器上，以批文件方式提交作業(yè)，請(qǐng)求主機(jī)逐個(gè)運(yùn)行。主機(jī)操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)組織、協(xié)調(diào)各個(gè)作業(yè)的運(yùn)行，報(bào)告執(zhí)行結(jié)果或錯(cuò)誤信息。減少了人工干預(yù)，提高了系統(tǒng)的效率。這種工作方式有利于有效利用造價(jià)高且性能強(qiáng)大的主機(jī)資源。操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件,管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件和軟件資源,合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程,以便有效利用這些資源為用戶(hù)提供一個(gè)功能強(qiáng)、使用方便的工作環(huán)境,從而在計(jì)算機(jī)與用戶(hù)之間起到接口的作用。操作系統(tǒng)的簡(jiǎn)歷50年代中期，第一個(gè)簡(jiǎn)單批處理操作系統(tǒng)60年代中期，多道程序批處理系統(tǒng)不久，分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)80年代，微機(jī)及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)什么推動(dòng)著操作系統(tǒng)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)硬件升級(jí)和新硬件的出現(xiàn)提供新的服務(wù)，方便使用提高計(jì)算機(jī)資源利用效率更正軟件錯(cuò)誤計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展：?jiǎn)翁幚頇C(jī)系統(tǒng)、多處理機(jī)系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)手工操作時(shí)期，沒(méi)有操作系統(tǒng)

早期的電子數(shù)字計(jì)算機(jī)是由成千上萬(wàn)個(gè)電子管組成操作和編程完全由手工進(jìn)行,且編程只能用機(jī)器語(yǔ)言(二進(jìn)制代碼)程序員同時(shí)也是操作員在上機(jī)期間獨(dú)占整臺(tái)計(jì)算機(jī)及其它相關(guān)設(shè)備，效率非常低單道批處理系統(tǒng)，早期操作系統(tǒng)

程序員首先將命令、程序和數(shù)據(jù)用匯編語(yǔ)言或FORTRAN語(yǔ)言寫(xiě)在紙上,然后用穿孔機(jī)制成卡片,最后將這些卡片交給操作員圖1.2作業(yè)卡片示意圖$JOB9000John$FORTRAN$RUN$END批處理程序(又稱(chēng)為監(jiān)督程序，或管理程序),管理應(yīng)用程序的運(yùn)行。操作步驟： 1.收集一批作業(yè)(卡),用專(zhuān)用I/O計(jì)算機(jī)將作業(yè)逐個(gè)讀到磁帶上保存起來(lái)。 2.批處理程序?qū)⒋艓系牡谝粋€(gè)作業(yè)讀入計(jì)算機(jī)，運(yùn)算結(jié)束后將結(jié)果輸出到輸出磁帶上。 3.自動(dòng)讀入下一個(gè)作業(yè),并運(yùn)行。 4.當(dāng)一批作業(yè)全部執(zhí)行結(jié)束后,取下輸入磁帶和輸出磁帶,用輸入磁帶錄入下一批作業(yè),將輸出磁帶送到專(zhuān)用輸出計(jì)算機(jī),進(jìn)行脫機(jī)打印。

單道批處理系統(tǒng):評(píng)價(jià)

解決了作業(yè)間的自動(dòng)轉(zhuǎn)接問(wèn)題,減少了機(jī)器時(shí)間的浪費(fèi)。不管作業(yè)大小,只要它一旦占用處理機(jī)開(kāi)始執(zhí)行,則它必須一直占據(jù)處理機(jī),直到運(yùn)行完畢。資源利用率低。對(duì)短作業(yè)不公平,因?yàn)樗鼈兊却龍?zhí)行的時(shí)間可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)它們實(shí)際執(zhí)行的時(shí)間。交互性差。作業(yè)由批處理程序控制運(yùn)行,用戶(hù)無(wú)法實(shí)時(shí)控制,如果運(yùn)行中途出現(xiàn)故障,也只能停下來(lái),重新運(yùn)行。多道批處理系統(tǒng)

現(xiàn)代意義的操作系統(tǒng)

引入：

單道批處理系統(tǒng)中，任意時(shí)刻只允許一道作業(yè)在內(nèi)存中運(yùn)行，資源利用率低。

為了提高系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，形成了多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)多道是指，允許多個(gè)程序同時(shí)存在于主存中，按照某種原則分派處理機(jī)，逐個(gè)執(zhí)行這些程序。

批處理：用戶(hù)提交的作業(yè)首先存放在外存，并排成一個(gè)隊(duì)列。然后，由作業(yè)調(diào)度程序按照一定的算法從該隊(duì)列中一次選取一個(gè)或若干個(gè)作業(yè)裝入內(nèi)存執(zhí)行。

處理機(jī)自動(dòng)切換當(dāng)某個(gè)程序占用處理機(jī)執(zhí)行過(guò)程中遇到了輸入/輸出語(yǔ)句，可以啟動(dòng)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)輸入/輸出的系統(tǒng)服務(wù)程序完成輸入/輸出操作，而處理機(jī)切換到另一個(gè)程序執(zhí)行時(shí)間運(yùn)行運(yùn)行程序A等待等待運(yùn)行等待等待程序D運(yùn)行等待等待程序C運(yùn)行運(yùn)行等待等待等待程序B從處理機(jī)看運(yùn)行A運(yùn)行B運(yùn)行C運(yùn)行D等待運(yùn)行A運(yùn)行B等待圖1.3多道程序設(shè)計(jì)示例多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)為了提高系統(tǒng)吞吐量和資源利用率，允許多個(gè)程序同時(shí)駐留內(nèi)存，使處理機(jī)在這些程序之間切換，在一段時(shí)間內(nèi)，執(zhí)行完多個(gè)程序的處理技術(shù)稱(chēng)為多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)（multiprogramming）?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)大多都采用了多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)。多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)引發(fā)的問(wèn)題

處理機(jī)的分配與回收

內(nèi)存的分配與保護(hù)I/O設(shè)備的共享與效率

文件的有效管理

作業(yè)的組織

分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)

多道批處理系統(tǒng)：提高了資源利用率和吞吐量。但是，批處理系統(tǒng)交互性很差。為了改進(jìn)響應(yīng)時(shí)間和性能,提供交互式操作環(huán)境,導(dǎo)致了分時(shí)系統(tǒng)的出現(xiàn)。分時(shí)系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是，在多道程序技術(shù)的基礎(chǔ)之上,為多個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)聯(lián)機(jī)終端分時(shí)系統(tǒng)—聯(lián)機(jī)系統(tǒng)服務(wù)器終端1終端2終端3終端n分時(shí)系統(tǒng)實(shí)例第一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)：MIT的兼容分時(shí)系統(tǒng)CTSS它是一個(gè)單道分時(shí)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，每次只能將一道程序（作業(yè)）裝入并駐留內(nèi)存。時(shí)間片

為了減少磁盤(pán)I/O，只將新裝入的程序需要覆蓋的那部分用戶(hù)數(shù)據(jù)寫(xiě)出到磁盤(pán)。假設(shè)有4個(gè)交互用戶(hù)，其存儲(chǔ)需求如下：JOB1(15000)，JOB2(20000)，JOB3(5000)，JOB4(10000)

內(nèi)存的0-5000區(qū)域被監(jiān)控程序占用監(jiān)控程序

JOB1

空閑050002000032000(a)監(jiān)控程序

JOB2

空閑050002500032000(b)監(jiān)控程序JOB3

(JOB2)

空閑05000250003200010000(c)監(jiān)控程序

JOB1

(JOB2)

空閑05000250003200020000(d)監(jiān)控程序JOB4(JOB1)(JOB2)

空閑0500025000320001500020000(e)

監(jiān)控程序

JOB2

空閑050002500032000(f)

其中，JOB1(15000)，JOB2(20000)，JOB3(5000)，JOB4(10000)

圖1.4CTSS操作示例“前臺(tái)”和“后臺(tái)”分時(shí)系統(tǒng)：分時(shí)+批處理功能內(nèi)存：“前臺(tái)區(qū)”和“后臺(tái)區(qū)”，“前臺(tái)區(qū)”存放按時(shí)間片“調(diào)入”和“調(diào)出”的作業(yè)流，“后臺(tái)區(qū)”存放批處理作業(yè)。僅當(dāng)前臺(tái)作業(yè)調(diào)入/調(diào)出，或前臺(tái)無(wú)作業(yè)可運(yùn)行時(shí)，方才運(yùn)行“后臺(tái)區(qū)”中的作業(yè)。提供交互式快速的服務(wù)，同時(shí)在處理機(jī)空閑時(shí)運(yùn)行后臺(tái)較大的批作業(yè)。多道分時(shí)系統(tǒng)

允許在內(nèi)存中同時(shí)存放多道作業(yè)，并把具備運(yùn)行條件的所有作業(yè)排成一個(gè)隊(duì)列，讓它們依次輪流地獲得一個(gè)時(shí)間片來(lái)運(yùn)行。與單道分時(shí)系統(tǒng)相比較，由于作業(yè)數(shù)據(jù)都在內(nèi)存，不需要調(diào)入、調(diào)出開(kāi)銷(xiāo)，所以多道分時(shí)系統(tǒng)具有較好的系統(tǒng)性能。現(xiàn)代分時(shí)系統(tǒng)都屬于多道分時(shí)系統(tǒng)。

實(shí)時(shí)系統(tǒng)

分時(shí)系統(tǒng)為交互式作業(yè)提供了快速的響應(yīng)服務(wù)，但還不能滿足某些對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求非常嚴(yán)格的任務(wù)需要。例如，煉鋼/煉油控制系統(tǒng)、航空網(wǎng)絡(luò)售票系統(tǒng)等，對(duì)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間有更嚴(yán)格的要求。

操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展

個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)：UNIX、OS／2、Windows系列、WindowsNT、LINUX等網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)接口控制器及一些用于驅(qū)動(dòng)的低層軟件,遠(yuǎn)程登錄軟件和遠(yuǎn)程文件訪問(wèn)軟件。分布式操作系統(tǒng)：將用戶(hù)的應(yīng)用程序分布在多臺(tái)處理機(jī)上同時(shí)運(yùn)行。合理地調(diào)度各處理機(jī),使整個(gè)系統(tǒng)獲得最大的并行度。嵌入式操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的主要任務(wù)管理處理機(jī)管理存儲(chǔ)器管理輸入/輸出設(shè)備管理數(shù)據(jù)文件提供接口服務(wù)

接口功能

接口，指操作系統(tǒng)為用戶(hù)提供的人機(jī)交互界面命令接口：以命令方式供用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)終端與計(jì)算機(jī)交互，如UNIX、DOS圖形化用戶(hù)接口：Windows系列操作系統(tǒng)則提供了形象、生動(dòng)的圖形化界面,用戶(hù)只需拖動(dòng)并點(diǎn)擊鼠標(biāo),便可輕松操作計(jì)算機(jī)。程序接口：以系統(tǒng)調(diào)用的形式供用戶(hù)編程時(shí)使用。幾乎各種操作系統(tǒng)都提供了系統(tǒng)調(diào)用，供程序設(shè)計(jì)處理機(jī)管理

進(jìn)程控制：創(chuàng)建和撤消進(jìn)程以及控制進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。進(jìn)程同步：協(xié)調(diào)，互斥訪問(wèn)臨界資源，協(xié)調(diào)執(zhí)行進(jìn)度進(jìn)程通信：進(jìn)程間的信息交換進(jìn)程調(diào)度：按一定算法從進(jìn)程就緒隊(duì)列中選出一個(gè)進(jìn)程,把處理機(jī)分配給它,使之運(yùn)行。存儲(chǔ)器管理任務(wù)為多道程序的并發(fā)執(zhí)行提供良好的環(huán)境;便于用戶(hù)使用存儲(chǔ)器;提高存儲(chǔ)器的利用率;為盡量多的用戶(hù)提供足夠大的存儲(chǔ)空間。

存儲(chǔ)器管理功能內(nèi)存分配：靜態(tài)分配/動(dòng)態(tài)分配、連續(xù)分配/非連續(xù)分配內(nèi)存保護(hù)：系統(tǒng)內(nèi)存空間、用戶(hù)內(nèi)存空間地址映射：邏輯地址—>物理地址內(nèi)存擴(kuò)充：虛擬存儲(chǔ)技術(shù)設(shè)備管理任務(wù)

為用戶(hù)程序分配I／O設(shè)備;完成用戶(hù)程序請(qǐng)求的I／O操作;提高處理機(jī)和I／O設(shè)備的利用率;改善人機(jī)界面設(shè)備管理功能緩沖管理設(shè)備分配設(shè)備處理：?jiǎn)?dòng)設(shè)備、中斷處理虛擬設(shè)備功能RAID技術(shù)、磁盤(pán)調(diào)度文件管理任務(wù)管理用戶(hù)文件和系統(tǒng)文件管理文件的存儲(chǔ)空間保證文件數(shù)據(jù)的安全方便用戶(hù)使用文件文件管理功能文件目錄管理文件的邏輯組織與訪問(wèn)方式存儲(chǔ)空間的管理：文件的物理組織、空閑磁盤(pán)空間的管理文件共享與安全

現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特征

任務(wù)共行性：宏觀上，指系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行；微觀上，指單處理機(jī)系統(tǒng)中的任務(wù)并發(fā),即多個(gè)任務(wù)在單個(gè)處理機(jī)上交替運(yùn)行;或多處理機(jī)系統(tǒng)中的任務(wù)并行,即多個(gè)任務(wù)在多個(gè)處理機(jī)上同時(shí)運(yùn)行。資源共享性：宏觀上，指多個(gè)任務(wù)可以同時(shí)使用系統(tǒng)資源；微觀上，指多個(gè)任務(wù)可以交替互斥地使用系統(tǒng)中的某個(gè)資源?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)的特征

虛擬性：指將一個(gè)物理上的實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。如，采用分時(shí)技術(shù),將一臺(tái)處理機(jī)虛擬為若干臺(tái)處理機(jī)。還可以虛擬存儲(chǔ)、虛擬設(shè)備、虛擬通道、虛擬文件、虛擬用戶(hù)組以及虛擬網(wǎng)絡(luò)等。不確定性

1.程序執(zhí)行結(jié)果不確定,程序不可再現(xiàn)。2.多道程序環(huán)境下，進(jìn)程以異步方式執(zhí)行?；靖拍睿憾嗟莱绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)

指，系統(tǒng)中允許多道程序同時(shí)準(zhǔn)備運(yùn)行，當(dāng)正在運(yùn)行的那道程序因?yàn)槟撤N原因（比如等待輸入或輸出數(shù)據(jù)）暫時(shí)不能繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)地啟動(dòng)另一道程序運(yùn)行；一旦原因消除（比如數(shù)據(jù)已經(jīng)到達(dá)或數(shù)據(jù)已經(jīng)輸出完畢），暫時(shí)停止運(yùn)行的那道程序在將來(lái)某個(gè)時(shí)候還可以被系統(tǒng)重新啟動(dòng)繼續(xù)運(yùn)行。

基本概念：多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)問(wèn)題：協(xié)調(diào)因爭(zhēng)奪處理機(jī)或者輸入/輸出設(shè)備而產(chǎn)生的沖突,解決同步、互斥和死鎖問(wèn)題。防止各道程序之間的交叉和沖突,防止作業(yè)被有意無(wú)意地破壞。

必須建立高效、可靠和方便的文件系統(tǒng),有效地管理和存取系統(tǒng)中的軟件資源和輔存空間。

基本概念：進(jìn)程與線程進(jìn)程是指，程序的一次執(zhí)行，包括可執(zhí)行的程序、程序所需的數(shù)據(jù)和相關(guān)狀態(tài)信息。進(jìn)程是擁有資源的最小實(shí)體,在傳統(tǒng)OS中，進(jìn)程同時(shí)也是系統(tǒng)調(diào)度的最小單位。線程是指，程序的一次相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)行過(guò)程；在現(xiàn)代OS中，線程是系統(tǒng)調(diào)度的最小單位?；靖拍睿鹤鳂I(yè)作業(yè)是指，計(jì)算機(jī)用戶(hù)在一次上機(jī)過(guò)程中要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為其所做工作的集合；作業(yè)中的每項(xiàng)相對(duì)獨(dú)立的工作稱(chēng)為作業(yè)步。通常，人們用一組命令來(lái)描述作業(yè)；其中，每個(gè)命令定義一個(gè)作業(yè)步。作業(yè)的基本類(lèi)型

-脫機(jī)作業(yè)-聯(lián)機(jī)作業(yè)基本概念：任務(wù)在經(jīng)典的多任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境下,任務(wù)與進(jìn)程是等同的,都被認(rèn)為是系統(tǒng)的最小工作單位任務(wù)是從系統(tǒng)資源分配的角度描述程序在系統(tǒng)中的運(yùn)行進(jìn)程則從處理器利用和工作流程控制的角度描述程序的執(zhí)行。程序員習(xí)慣于稱(chēng)呼進(jìn)程,而工程師則習(xí)慣呼任務(wù)基本概念：系統(tǒng)調(diào)用

系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)提供的最基本的一級(jí)服務(wù),供用戶(hù)程序調(diào)用。系統(tǒng)調(diào)用只能在程序中作為程序語(yǔ)句使用,不能單獨(dú)使用。

基本概念：接口英文Interface在操作系統(tǒng)中具有接口和界面兩種含義。接口多用于描述系統(tǒng)硬件之間的連接關(guān)系,以及軟件和程序模塊間的調(diào)用關(guān)系，如總線接口、打印機(jī)接口等。界面多用于描述用戶(hù)與系統(tǒng)之間的操作環(huán)境,以及人機(jī)之間的交互方式和過(guò)程，如字符界面、圖形用戶(hù)界面等。

基本概念：虛擬存儲(chǔ)定義：為了能在有限的內(nèi)存空間中運(yùn)行更大、更多的進(jìn)程（程序），可以將一部分磁盤(pán)空間虛擬為邏輯內(nèi)存，使用戶(hù)感覺(jué)到一個(gè)比物理內(nèi)存空間大得多的邏輯內(nèi)存空間，即實(shí)際物理內(nèi)存空間與虛擬的那部分邏輯內(nèi)存空間的總和，統(tǒng)稱(chēng)為虛擬內(nèi)存空間。

基本概念：虛擬存儲(chǔ)有了虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，進(jìn)程執(zhí)行時(shí)，只需要預(yù)先在物理內(nèi)存中裝入進(jìn)程的一部分程序代碼和數(shù)據(jù)，進(jìn)程即可開(kāi)始執(zhí)行。當(dāng)需要的程序代碼和數(shù)據(jù)不在物理內(nèi)存時(shí)，根據(jù)需要臨時(shí)裝入，而整個(gè)操作對(duì)用戶(hù)透明。

基本概念：文件文件是若干相關(guān)數(shù)據(jù)的集合，有的操作系統(tǒng)將程序、數(shù)據(jù)以及各種外部設(shè)備統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為文件。唯一的文件名對(duì)文件的操作包括文件的建立、修改、刪除、重命名、設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限等。概括地說(shuō)，文件就是命名了的字節(jié)流，它是現(xiàn)代操作系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中種類(lèi)繁多的外部設(shè)備進(jìn)行高度抽象的結(jié)果。

按照硬件平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同分類(lèi)：

單機(jī)操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)和多機(jī)操作系統(tǒng)（并行操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、機(jī)群操作系統(tǒng)等）根據(jù)操作系統(tǒng)在用戶(hù)界面的使用環(huán)境和功能特征的不同分類(lèi)：

批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)現(xiàn)代操作系統(tǒng)通常兼有分時(shí)和批處理功能批處理操作系統(tǒng)

工作方式：一批作業(yè)首先在外存上排成一個(gè)隊(duì)列；然后，由作業(yè)調(diào)度程序負(fù)責(zé)從該隊(duì)列中選取一個(gè)或多個(gè)作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存，并分別為它們建立進(jìn)程，使若干進(jìn)程共享包括處理機(jī)、內(nèi)存空間在內(nèi)的系統(tǒng)資源，以提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。

批處理操作系統(tǒng)：優(yōu)缺點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：多道程序由操作系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)度執(zhí)行，大大降低了人工干預(yù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，資源利用率高，系統(tǒng)的吞吐量大。缺點(diǎn)：（1）交互性很差，修改和調(diào)式程序極其困難，（2）增加了作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。作業(yè)在外存排隊(duì)，等待調(diào)度進(jìn)入內(nèi)存。進(jìn)程在內(nèi)存排隊(duì)，等待獲取所需的系統(tǒng)資源。

分時(shí)操作系統(tǒng)提供了一個(gè)多用戶(hù)工作環(huán)境，一臺(tái)主機(jī)連接若干臺(tái)終端，每臺(tái)終端供一個(gè)用戶(hù)使用。用戶(hù)交互式地向系統(tǒng)提出聯(lián)機(jī)命令請(qǐng)求，系統(tǒng)接受所有用戶(hù)的命令，采用分時(shí)原則處理服務(wù)請(qǐng)求，再通過(guò)交互式終端顯示執(zhí)行結(jié)果。

分時(shí)操作系統(tǒng)：特性多路性：一臺(tái)主機(jī)上同時(shí)連接多臺(tái)終端獨(dú)立性：每個(gè)用戶(hù)各自通過(guò)自己的終端進(jìn)行輸入/輸出，互不干擾。用戶(hù)感覺(jué)自己獨(dú)占終端和主機(jī)資源交互性實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

指，能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行的操作系統(tǒng)。設(shè)計(jì)目標(biāo)：對(duì)外部請(qǐng)求必須及時(shí)響應(yīng)，在嚴(yán)格規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成某事件，要求系統(tǒng)具有極高的可靠性和完整性。

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)指，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供網(wǎng)絡(luò)管理、通信、安全、資源共享和各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等功能的操作系統(tǒng)。目標(biāo)：為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各計(jì)算機(jī)之間的通信和網(wǎng)絡(luò)資源共享，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率和網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。分布式操作系統(tǒng)分布式系統(tǒng)是指多個(gè)處理機(jī)通過(guò)通信線路互連而構(gòu)成的系統(tǒng)，系統(tǒng)的處理和控制功能分布在各個(gè)處理機(jī)上。配置在分布式系統(tǒng)上的操作系統(tǒng)稱(chēng)為分布式操作系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)分布式系統(tǒng)中的任務(wù)分配、資源管理等功能服務(wù)。

分布式系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)中的所有資源都是共享的，由分布式操作系統(tǒng)進(jìn)行集中、統(tǒng)一管理。整個(gè)系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)透明計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中允許每臺(tái)計(jì)算機(jī)配置自己的操作系統(tǒng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理，網(wǎng)絡(luò)操作系